Desenvolvimentos que permitirão o abandono da energia tradicional em favor de alternativas

Fala-se muito sobre a necessidade de obter eletricidade a partir de fontes renováveis. Eles são ecológicos e ilimitados em uso.

O que impede que fontes alternativas de energia substituam completamente os minerais tradicionais hoje em dia? Isso é dificultado por várias razões econômicas, técnicas e políticas. Este artigo discute os motivos e desenvolvimentos técnicos que ajudarão a superá-los.

A energia alternativa é mais amplamente representada por usinas de energia solar e eólica. Eles dão ao mundo uma grande parte da eletricidade limpa.

Existe um problema comum para todas as fontes de energia elétrica renováveis. Está associado à necessidade não apenas de gerar eletricidade, mas também de armazená-la. Afinal, o sol não brilha à noite e nem sempre é ventoso.

Grosso modo, é necessário criar baterias enormes que acumularão energia se estiver em excesso e doarem se não for suficiente.

É assim que a bateria de um carro funciona. Quando o motor do carro não é iniciado, todos os aparelhos elétricos do carro são alimentados por uma bateria. Quando ligamos o carro, a bateria da fonte se torna um consumidor de eletricidade. E o gerador se torna a fonte, cuja energia é suficiente para carregar a bateria e alimentar os dispositivos. No nosso caso, o gerador é o sol ou o vento.

Mas acumular eletricidade em escala industrial não foi nada fácil. Um dos métodos utilizados é converter eletricidade em energia da água. Para isso, dois reservatórios estão sendo construídos, em diferentes alturas.

Quando há eletricidade suficiente, as bombas bombeiam água do reservatório inferior para o superior. E quando há escassez, a água é descarregada no reservatório inferior, passando turbinas conectadas a geradores elétricos. A construção dessa estrutura custa bilhões de dólares e a perda de energia durante seu uso é muito grande. Portanto, os cientistas se deparam com a tarefa de encontrar uma nova maneira de armazenamento de energia.

Esse problema pode ser resolvido em um futuro próximo. Os químicos descobriram uma nova propriedade do vanádio, graças à qual uma bateria de vanádio foi projetada, que pode operar sem perda de capacidade de até 20.000 ciclos. Mas o mais importante é que o tamanho dessas baterias é quase ilimitado. Antes dessa descoberta, o vanádio era usado na indústria do aço para endurecer as peças.

Um obstáculo ao desenvolvimento da energia solar continua sendo o alto custo dos painéis solares. Isso se deve ao seu projeto complexo, que requer uma junção pn, para criar um fluxo constante de elétrons.

Após muitos anos de pesquisa, cientistas da Universidade da Pensilvânia encontraram uma nova mistura que emite um fluxo de elétrons da exposição à luz solar, sem transição pn. Estudos espectroscópicos provaram que o material é capaz de emitir elétrons da exposição à luz visível. Os primeiros materiais conhecidos mostraram propriedades semelhantes, apenas a partir da radiação ultravioleta.

Esse desenvolvimento não apenas reduzirá significativamente o custo dos painéis solares, mas também aumentará a taxa de conversão. Como os painéis solares convencionais convertem energia solar com uma eficiência de cerca de 20%.

Indiretamente, o desenvolvimento de energia alternativa será afetado por outro evento importante - a descoberta pelos cientistas russos Konstantin Novoselov e Andre Geim em 2010 de novos materiais - grafeno. Pode ser usado em eletrônicos modernos.

Todos esses desenvolvimentos podem muito bem melhorar os métodos de obtenção de energia a partir de recursos renováveis ​​a tal ponto que a extração de carvão, gás e petróleo será inadequada.

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